ceramicas1 callister espanol ago 2015

CERÁMICAS
CALLISTER

UNAM, FACULTAD DE INGENIERIA 2016

Dra. Magdalena Trujillo B.



Los cerámicos están compuestos de elementos
metálicos y no metálicos, con enlaces iónicos
(algunos son covalentes).

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La mayor parte de los cerámicos con este tipo de
enlaces atómicos, dan una explicación de sus
propiedades

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- Alto Módulo de Young
- Alto Punto de fusión
- Frágil; es decir, que la cerámicaes muy sensible a
grietas internas y defectos.






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Cuando los cerámicos presentan una estructura con uniones
predominantemente iónicos, ya no considera átomos en su
estructura sino iones. Por tanto, sus estructuras cristalinas
son a menudo más complicadas que en los metales, pero
siguiendo las siguientes reglas:
Se forman de cationes (+) y aniones (-) dependientes:
1. Delmantenimiento de la neutralidad eléctrica, según la
fórmula química (p.ej. NaCl, Al2O3, …)
2. De los tamaños relativos de los iones
3. De las Estructuras estables, es decir, se requieren que los
aniones y cationes se "toquen"

NÚMERO DE COORDINACIÓN


El número de
coordinación del catión
depende de la relación
de sus radios:

Lineal

Triangular

Tetraédrica

Octaédrica

Cúbica

1. Estructura del tipoNaCl


La estructura de sal gema esta formada
de dos, estructuras de FCC entretejidas.



El número de coordinación de ambos
iones es 6 · (octaédrico)



Otras cerámica común con esta
estructura:

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MgO, MnS, LiF, FeO

2. Estructura tipo CsCl


La estructura de CsCl está basada
en la estructura de BCC.



No es BCC porque dos átomos
diferentes están implicados



El número de coordinaciónde
ambos iones es 8 (cúbico)

3. Estructura tipo blenda de zinc


La estructura blenda de zinc es un enrejado
a base de FCC con aniones de zinc ocupada
con 4 de los ocho sitios tetraédricos



El número de coordinación de ambos iones
es 4



Otra cerámica común con esta estructura
son: ZnTe, SiC

Incluyen:

CaF2

UO2
PuO2

ThO2
Número de iones por celda: 4 Ca+2 y F-

Incluyen:

BaTiO3
SrZrO3SrSnO3
Al2O3

Mejor conocidas como gemas
(piedras preciosas):
Incluyen:
MgAl2O4 (espinela) (tiene una base de 14
iones, 2,4,8 respectivamente)

(La roja se conoce como rubí y
se aprecia en una de las
coronas imperiales británicas)
FeAl2O4 (ceilanita)

Donde:
n´= número de unidades de la celda
mc= peso atómico del catión
ma= peso atómico del anión
Vc= volumen de la celda unitaria
NA= número deAvogadro (6.023x1023 )

Cemento
Las materias primas para la
producción del portland son
minerales que contienen
óxido de calcio (44%),
óxido de silicio (14,5%),
óxido de aluminio (3,5%),
óxido de hierro (3%)
óxido de manganeso (1,6%).

Concreto

Ladrillos y cerámica artesanal a base de arcillas
La arcilla con la que se elaboran los ladrillos es un
material compuesto principalmente de silicatoshidratados de alúmina, además de otros minerales como
el caolín, la montmorillonita y la illita.

EL SILICIO Y EL OXIGENO, LOS MAS ABUNDANTES EN LA
CORTEZA TERRESTRE, POR LO QUE ALGUNAS CERÁMICAS
ESTÁN CONSTITUÍDAS POR ESTOS ELEMENTOS

CERÁMICAS FORMADAS POR SILICATOS




La mayor parte de suelos, rocas, arcillas, y la arena
está formada por cerámica de silicato .
La Silica (SiO2) tiene unenlace covalente en una
molécula tetraédrica.
Estas cerámicas se describen según el arreglo del
tetraedro, e incluyen hasta formas estructurales
tridimensionales dependiendo de la cantidad de
oxígenos compartidos.

SiO4 4+



Islas (nesosilicatos)



Doble isla (serosilicatos)



Anillo (ciclosilicatos)

EN RESUMEN SE TENE,
SILICATOS SIMPLES:
Silicatos que pueden
aparecer aislados y que a
su vespueden formar
cadenas estructurales.




SILICATOS LAMINARES
Las arcillas están formadas por
capas o láminas de silicatos.
◦ Cada lámina está unida de
forma covalente en su
conjunto, pero…
◦ Las capas adyacentes se
unen débilmente por
fuerzas de Van der Waals
◦ Se requiere agregar agua
para darle forma.

LA SÍLICE CRISTALINA


Cuando los tetraedros se ordenan de forma
regular y ordenada.

...